[发明专利]一种MXene-凯夫拉微纤复合薄膜的制备方法

摘要

一种MXene‑凯夫拉微纤复合薄膜的制备方法，本发明涉及一种MXene薄膜的制备方法。本发明是要解决现有的MXene薄膜的制备过程繁琐、电磁屏蔽性能低的技术问题。本方法：一、制备芳纶纳米纤维；二、制备单层片状Ti3C2MXene粉末；三、将单层片状Ti3C2MXene粉末分散到二甲基亚砜中，然后加入到芳纶纳米纤维溶液中搅拌均匀，然后减压抽滤成薄膜，干燥后得到MXene‑凯夫拉微纤复合薄膜。该复合薄膜电磁屏蔽性能SSE/t可达到1500～22000dB cm2g‑1，厚度为12～30μm的薄膜的拉伸强度可以达到40～120MPa，耐弯曲折叠，制备工艺简单，可用于超级电容器、Li电池、储氢、吸附领域。

主权项

1.一种MXene‑碳化凯夫拉微纤复合薄膜的制备方法，其特征在于该方法按以下步骤进行：一、芳纶纳米纤维的制备：将凯夫拉纤维、氢氧化钾加入到无水二甲基亚砜中，搅拌溶解，得到芳纶纳米纤维溶液；二、单层片状Ti₃C₂ MXene粉末的制备：将LiF加入到浓度为6～12mol/L的盐酸溶液中搅拌均匀；然后向其中滴加Ti₃AlC₂，在45～60℃下反应24～36h；反应完毕后用水洗至上清液的pH值为5.5～6.5，再加入到去离子水中，在氩气保护下超声处理30～45min；再离心分离后，将上层悬浮液冷冻干燥，得到单层片状Ti₃C₂ MXene粉末；三、MXene‑凯夫拉微纤复合薄膜制备：a、将单层片状Ti₃C₂ MXene粉末加入到二甲基亚砜中，超声分散均匀，得到单层片状Ti₃C₂ MXene胶体溶液；其中单层片状Ti₃C₂ MXene的浓度为0.1～0.6mg/mL；b、将单层片状Ti₃C₂ MXene胶体溶液加入到芳纶纳米纤维溶液中搅拌12～18h，得到混合溶液；其中芳纶纳米纤维溶液中的芳纶纳米纤维的质量与单层片状Ti₃C₂ MXene胶体溶液中的Ti₃C₂的质量比为1：(10～0.5)；c、将混合溶液减压抽滤，得到薄膜；将薄膜在甲醇中浸泡以除去其中的二甲基亚砜，取出后对薄膜施加压力并室温下保持至甲醇挥发，得到MXene‑凯夫拉微纤复合薄膜。